Эксплуатация насосных станций

напора насоса от подачи Н= f(Q) и  графика зависимости потребного напора трубопровода от расхода Нпотр = f(Q).

Уравнение характеристики магистрального насоса НМ 7000-210

 

 

 

 

 

1.1.3Характеристика насоса, его устройство и особенности его работ

В основной насосной размещены три магистральных насоса марки НМ 7000-210 (два рабочих, один резервный). С возможностью последовательного и параллельного подключения [3].

1. Основной насос

     Насос типа НМ марки НМ 7000-210 с диаметром рабочего колеса 475 мм и частотой n=3000 с-1.

Насосы типа НМ — центробежные горизонтальные одноступенчатые с рабочим колесом двустороннего входа и двухзавитковым спиральным отводом. Входной и выходной патрубки расположены в нижней части корпуса и направлены в противоположные стороны, что обеспечивает удобный доступ ротору без отсоединения патрубков от технологических трубопроводов.

 

Рисунок 1.1 ― Продольный разрез одноступенчатого насоса типа «НМ» с рабочим колесом двустороннего входа жидкости.

Горизонтальный    разъем    корпуса   между ней 1 и верхней 4 его частями уплотнен прокладка. Ротор насоса состоит из вала 3, рабочего колеса 7, защитных втулок 5 и 6.

Двусторонний подвод жидкости к рабочему колесу и двухзавитковый спиральный

Отвод обеспечивает уравновешивание гидравлических осевых и радиальных сил, действующих на ротор.

Опорами ротора служат подшипники скольжения 8 с жидкой принудительной смазкой (под давлением) от маслоустановки агрегатов. Остаточное осевое усилие ротора воспринимают два упорных подшипника 9.

Рабочее колесо литое, одностороннего входа. Направляющий аппарат – литой. Для обеспечения бескавитационной работы насоса устанавливается литое предвключенное колесо.

Осевое усилие ротора уравновешено разгрузочным диском.

Концевые уплотнения ротора – механические торцевые. Опоры ротора – подшипники скольжения с кольцевой смазкой и водяным охлаждением.

Крышки всасывания и напорная стягиваются стяжными шпильками, образуя вместе с секциями корпус насоса.

Насос и электродвигатель, соединенные муфтой, устанавливают на отдельных фундаментных рамах.

Направление вращения вала – по часовой стрелке, если смотреть со стороны электродвигателя.

Насосы изготавливают по ТУ 26-06-1407-84.

2. Подпорный насос

Перед основным насосом чаще всего на производстве ставят подпорный насос. Его назначение – создавать необходимое давление на входе в основной насос. Чтоб обеспечить ему нормальные условия всасывания.

Допускаемый кавитационный запас ∆ получают на основе снятия кавитационных характеристик и приводят в паспортах или каталогах. Пределы изменения ∆ для основных насосов от 18 до 80 м, для подпорных насосов от 2- х до 6 м. Такой малый кавитационный запас насосов позволяет им осуществлять нормальное всасывание из резервуарных парков НПС. На входе эти насосы дают давления, больше допускаемого давления основных насосов. Обороты подпорных насосов 1000 или 1500 об/мин.

В целях уменьшения капитальных затрат на строительство зданий подпорных насосных станций (цехов) в последнее время устанавливают вертикальные подпорные насосы (рис. 4) в открытом исполнении.

Конструктивно этот насос, расположенный в нижний части стакана 1, сходен с насосом НМП. Он также имеет рабочее колесо 16, предвключенные колеса 15, 17, вал 13, спиральный корпус. Нагнетательные патрубки 3, подводы 14, 18.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2– Подпорный вертикальный насос типа НПВ

1 – стакан; 2 – спиральный  корпус; 3 – нагнетательные патрубки; 4, 7 – напорные патрубки; 5, 20 –  крестовины; 6,19 – подшипники скольжения; 8 – напорная крышка; 9 – втулка; 10 – радиально – упорный подшипник; 11 – электродвигатель; 12 – торцевое уплотнение; 13 – вал; 14, 18 – подводы; 15, 17 – предвключенные колеса; 16 – рабочее колесо. На верхний фланец фонаря 11 устанавливается электродвигатель, соединяемый с помощью муфты с валом насоса. Нефть входит в стакан по всасывающему патрубку 21, выходит  по напорным патрубкам 4,7. Весь вал вращается на подшипниках скольжения 6, 19, опираясь на крестовины 20, 5. Напорные патрубки конструктивно переходят в напорную крышку 8.

Подшипник 10 радиально- упорный. Он воспринимает нагрузку от вала двигателя. В месте выхода вала 13 из напорной крышки устанавливается

торцевые уплотнения 12. Стакан 1 герметичный, он эксплуатируется под абсолютным давлением (0,05…0,1) МПа. Он опускается в колодец глубиной 3- 4 м. Это позволяет увеличить подпор на выходе в НПВ.

Эти насосы допускают как последовательную, так и параллельную схему (чаще параллельно).  Кавитационный запас насосов НПВ в пределах 2…5 м.

 

1.1.4Пересчет характеристики с воды на перекачиваемый продукт основного насоса

1.1.4.1 Пересчет характеристики НМ 7000-210, [4]

Определяем коэффициент быстроходности насоса

 

где 

 

 

 

 

 

Определим переходное число Рейнольдса

 

 

Определяем число Рейнольдса

 

где

 

Так как , то автомодельный режим присутствует и не требуется пересчет и .

Пересчет КПД насоса с воды на перекачиваемую жидкость

 

где  

 

 

Поправочный коэффициент

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.4.1 Пересчёт характеристик НПВ 3600-90, [4]

Определяем коэффициент быстроходности насоса

 

Определим переходное число Рейнольдса

 

Определяем число Рейнольдса

 

Так как , то автомодельный режим присутствует и

Не требуется пересчет и .

Поправочный коэффициент

 

 

 

0,96*85=82%

 

1.1.5 Совмещеная характеристика трубопровода и группы насосов, регулирование подачи обточкой рабочего колеса

Обточка рабочих колес по наружному диаметру широко применяется в трубопроводном транспорте нефти. Этот способ может быть эффективно использован при установившемся на длительное время режиме перекачки. Следует отметить, что уменьшение диаметра рабочего колеса сверх допустимых пределов приводит к нарушению нормальной гидродинамики потока в рабочих органах насоса и значительному снижению к.п.д.

 

– коэффициент параболы обточки

    

Строим параболу обточки, определяющуюся по формуле:

          где 

Построим параболу подобия. Результаты построения сведем в таблицу

Таблица 6.1 – Парабола обточки

Q, м3/ч	0	1625	3250	4875	6500	8125	9750
H	0	19,75	79	177,8	316	493,8	711

 

Точка 2 находится на пересечении напорной характеристики насоса с параболой обточки.

Получим на пересечении с характеристикой насоса точку 2 с параметрами, удовлетворяющими уравнениям подобия.

;     

Степень обточки

 

Процент обточки

 

При обточке колеса наблюдается незначительное уменьшение КПД насоса, зависящее от коэффициента быстроходности и степени обточки колеса. По формулам  и пересчитаем кривую НМ. При 150<ns<200 допускается обточка рабочих колес до 10%. В нашем случае ns=194 и ∆=8,9% - условие выполняется, следовательно, регулирование подачи путем обточки рабочего колеса приемлемо.

При работе двух основных насосов на насосной станции режимная точка лежит в пределах пределами рабочей зоны основных насосов, т.е. данный режим работы насосной станции возможен.

 

 

Рисунок 1.4 Совмещенная характеристика трубопровода и НПС

1-характеристика трубопровода; 2- характеристика НМ 10000-210

3- характеристика 2 НМ 7000-210; 4- парабола подобия;

5- характеристика 2 НМ 7000-210 после регулирования 

1.2 Определение объема резервуарного парка

Резервуарный парк служит для обеспечения основного технологического процесса — надежной и бесперебойной перекачки нефти по нефтепроводу. Резервуарным парком называется комплекс взаимосвязанных резервуаров для выполнения технологических операций приема, хранения и перекачки нефти.

Резервуарные парки НПС предназначены для создания запасов нефти с целью обеспечения бесперебойной работы трубопровода в случае прекращения или неравномерной поставки нефти с промысла, а также для приема нефти при аварийных или плановых остановках перекачки.

 

Полезный объем резервуарного парка магистрального нефтепровода составляет 421200 м3. В соответствии с этим подбираем 9 резервуаров РВСП – 50000. В целях защиты резервуаров от перелива и технологических трубопроводов и арматуры от превышения давления в составе резервуарного парка выделяется два резервуара для сброса РВСП 20000. В резервуары для сброса предусматривается сброс нефти по специальному трубопроводу через узел №1 предохранительных клапанов в случае повышения давления на входе НПС, и через узел №2 предохранительных клапанов при повышении давления в трубопроводе между подпорной и магистральной насосной в случае остановки магистральных насосных агрегатов, при срабатывании автоматической защиты от перелива резервуар.

Резервуарный парк НПС  состоит из четырех основных резервуаров РВСП - 50000. Схема резервуара РВСП-50000 приведена на рисунке 1.13, технические характеристики резервуаров приведены в таблице 1.8.

1 – днище; 2 – стенка; 3 - крыша; 4 - направляющие понтона; 5 –  площадка обслуживания; 6, 7 – лестница  шахтная; 7-13 – люки и патрубки  на крыше;                   14 - площадка и стремянка у люка-лаза  во 2 поясе стенки; 15-22- люки и патрубки  в стенке.

Рисунок 1.13 – Резервуар вертикальный стальной цилиндрический с понтоном

Таблица 1.8 Технические характеристики резервуаров

Тип резервуара	РВСП-50000
Объем резервуара, м3	50000
Внутренний диаметр резервуара, мм	60700
Высота стенки, мм	18000
Конструкция стенки, днища	Полистовая
Конструкция крыши	Коническая, щитовая
Масса, т	984,225

 

 

 

 

 

 

2 КОМПОНОВКА НАСОСНОГО ЦЕХА

 

2.1 Основная насосная

Помещение магистральных насосных агрегатов предназначается для размещения основного технологического оборудования и создания нормальных условий для его работы.

Насосный цех стационарного типа сооружен из огнестойких материалов (кирпич, бетон, железобетон). Фундамент насосного цеха выполнен в виде одиночных ленточных (сплошных) железобетонных фундаментов. По конструкции фундаменты под основные насосные агрегаты и электродвигатели массивные. Фундамент под основной насос и электродвигатель общий и не соединен с фундаментом здания, [6].